1、西郊水庫情況　　1．1 工程概況　　涇惠渠西郊水庫位于三原縣城以西約2km的清河干流上，是以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的三等中型水利工程，總庫容3405.5萬m³，其中有效庫容1984.1萬m³，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水設(shè)計，1000年一遇洪水校核。　　水庫于1997年12月開工建設(shè)，2002年4月進(jìn)行了蓄水安全鑒定，2003年9月下閘蓄水試運行，2005年12月通過竣工驗收。樞紐主要由大壩、溢洪道、導(dǎo)流排沙泄洪洞、抽水站等工程組成。　　1．2 效益發(fā)揮　　水庫建成以來， 累計調(diào)蓄水量2．4億m³，提供灌溉水量2．0億m³，累計灌溉農(nóng)田223萬畝次。在改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，回補地下水，緩解灌區(qū)夏灌嚴(yán)重缺水等方面發(fā)揮了重要作用，也使得涇惠渠灌區(qū)初步形成了“渠首穩(wěn)流、腹地蓄水、豐存枯用、優(yōu)勢互補”的供水格局。　　2、存在問題　　2．1 右壩肩　　西郊水庫建成近九年來，年均供水量2220萬m³，遠(yuǎn)低于原設(shè)計年供水量3050萬m³。其主要原因是壩肩滲漏問題，限制了水庫正常蓄水位，較大的影響了水庫效益的正常發(fā)揮。西郊水庫投運后，按照蓄水驗收會議規(guī)定的限定水位，水庫在2004年9月蓄至415m高程。2005年11月、2006年12月水庫先后兩次蓄至419．54m高程時，發(fā)現(xiàn)右壩肩滲流變混，最大滲流量達(dá)2.7L/s，同時出現(xiàn)渾水，最大含泥量為6％，逸出高程399.34m。　　2008年汶川地震后，涇惠局實施了西郊水庫右岸滲漏處理工程，采用砼防滲墻進(jìn)行右壩肩防滲處理。工程2009年1月開工，同年7月完成，2010年2月通過驗收。工程實施后，水庫經(jīng)過兩年多的調(diào)蓄過程，右壩肩滲流量明顯減小，滲流清澈，未發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象，消除了右壩肩存在的隱患。　　2．2 左壩肩　　但大壩安全隱患依然存在，尤其是左壩肩的滲漏問題。為此，管理局委托西北農(nóng)林科技大學(xué)進(jìn)行西郊水庫大壩安全鑒定工作，2009年6月省廳對大壩進(jìn)行了安全鑒定。2011年3月經(jīng)水利部大壩安全管理中心核查，核查意見指出：“大壩兩壩肩在393.50m～399.50m高程存在透水層，左壩肩地下水位高于右壩肩，存在滲透，壩后右壩肩約在400．00m高程以下岸坡滲水，最大滲流量約3.0L/s；大壩兩壩肩下游岸坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。　　3、滲漏原因分析　　壩肩滲流出現(xiàn)異常情況后，通過地質(zhì)補充勘察及對以往工程資料、滲流檢測、地下水位觀測等的分析研究，認(rèn)為發(fā)生滲流異常情況的主要原因是：　　(1)從地層結(jié)構(gòu)及巖土特性看，⑥ 、⑦ 、⑨粉質(zhì)壤土層屬中等透水層，⑥ 、⑦層分布高程407.0m～420.0m， ⑨ 層分布高程393.5m一405.0m，存在著滲漏的工程地質(zhì)條件。　　(2)從水文地質(zhì)條件看，修庫前，地下水向河床排泄，修庫后，庫水補給地下水，抬高了地下水位，增大了實際水力坡降，致使出水點(泉眼)水量變大。　　(3)據(jù)竣工地質(zhì)報告，右壩肩壩軸線上游15m～30m處有一落水洞塌落體，分布高程414.0m～417.0m，巖性為輕粉質(zhì)壤土，松散；右岸混凝土防滲墻施工時，發(fā)現(xiàn)防滲墻與420.0m高程平臺交點至416.4m有一空洞，南北寬2.6m～3m，深度大于3m，防滲墻開挖施工時將大量虛土填人。上兩處土體抗?jié)B性能低于原狀土層。　　(4)泄洪排沙洞開挖過程中曾多處塌方，塌方段存在嚴(yán)重缺陷，后經(jīng)壤土水泥漿回填灌漿，質(zhì)量驗證基本符合要求。但在打孔取樣過程中，清洗鉆孔時還有不回水現(xiàn)象，表明局部有空洞或有松動土層存在。　　(5)對左右壩肩滲流進(jìn)行計算，年總滲漏量31萬m³，加壩基滲漏量為35.4萬m³，占興利庫容的1.8％，屬于正常范圍。　　(6)原設(shè)計壩肩防滲墻先期施工，防滲墻底高程406m，頂高程420m，兩岸長度各為1 00m。壩基清基及岸坡削坡時防滲墻已施工完成，在清基過程中發(fā)現(xiàn)大壩兩壩肩393.5m～399.5m之間存在透水互層，兩壩肩塑性混凝土防滲墻未能截斷該透水互層，致使壩體與壩肩結(jié)合部位無法正常施工，雖然采用水泥固化土進(jìn)行壩肩封閉處理，但壩肩滲漏通道依然存在；壩前深層攪拌樁防滲墻，在垂直方向上兩墻高程不銜接，在平面位置上兩墻不搭接，仍然不能解決壩肩繞滲問題。　　4、防滲方案設(shè)計　　目前，國內(nèi)常用的截滲加固措施主要有灌漿(充填和劈裂)、高壓噴射灌漿、土工膜及混凝土防滲墻等技術(shù)。結(jié)合本工程實際情況，考慮到采用灌漿和高壓噴射灌漿超過30m深度后，施工難度較大，質(zhì)量較難控制等因素，本次除險加固設(shè)計重點就土工膜防滲和混凝土防滲墻兩種形式進(jìn)行設(shè)計比較，以選出適合本工程的合理方案。　　4．1 土工膜防滲　　土工膜防滲方案是在大壩上游左岸岸坡上鋪設(shè)復(fù)合土工膜，以達(dá)到防滲目的的施工方法。　　土工膜鋪設(shè)深度應(yīng)至壩肩的相對不透水層，鋪設(shè)長度應(yīng)滿足大壩繞壩防滲的要求。經(jīng)對上游岸坡繞壩防滲的滲流分析計算，確定截滲長度以超過170m為宜。據(jù)此確定土工膜的鋪設(shè)范圍為：縱向自大壩與岸坡坡腳交接處起向上游170m、順壩軸線30m．共長200m；豎向高程范圍428.0～390.0m，其中在405.0m處設(shè)平臺，并采用垂直鋪塑方法將復(fù)合土工膜深入390.0m做垂直防滲，在大壩上趾處結(jié)束。　　土工膜施工前需將水庫放空，施工期采用泄洪排沙洞導(dǎo)流。為保障施工質(zhì)量，土工膜施工應(yīng)安排在枯水季(11月～第二年的4月)，垂直鋪塑施工平臺位于405.0m高程，泄洪排沙洞進(jìn)口高程為398.0m，故不需修建圍堰。　　土工膜設(shè)計方案，概算直接投資478萬元。　　4．2 混凝土防滲墻防滲　　混凝土防滲墻方案是采用塑性混凝土在左壩肩土層中成墻進(jìn)行防滲處理。　　4．2．1 防滲墻長度的確定　　經(jīng)過壩肩滲流計算分析對比，結(jié)果如表1、表2。

計算表明，未設(shè)防滲墻的80m寬滲流量為40.171m³／d，設(shè)置防滲墻后80m寬滲流量為28.422m³／d，滲流量明顯減少，說明設(shè)置防滲墻是十分有效的。滲流計算流網(wǎng)圖如圖1和2。

根據(jù)計算分析，左壩肩混凝土截滲墻在樁號04-961.0斷面處附近滲透比降滿足滲水土層允許要求，且預(yù)留一定的富裕，由此確定混凝土防滲墻全長125m。　　4．2．2 防滲墻設(shè)計　　據(jù)地質(zhì)資料，防滲墻底部深入壩肩下部相對不透水層2m～3m，確定底高程為390.0m。，設(shè)計將防滲墻于左壩肩上游5.5m處沿壩軸線布置，防滲墻長125m，墻頂高程426．5m、底高程390.0m，墻高36.5 m，墻體深入壩體5m。　　4．2．3 施工工期　　混凝土防滲墻施工不受地下水位的影響，且施工場地在壩頂平臺，高程高于水庫正常蓄水位422.0m，因此，施工期不需做導(dǎo)流，防滲墻方案施工總工期6個月，其中施工準(zhǔn)備1個月，主體工程施工4個月，施工收尾期1個月。防滲墻設(shè)計方案概算直接投資665萬元。　　5、方案比選　　以下從防滲效果、工期長短、施工難易程度、工程費用等方面，對兩種方案進(jìn)行綜合分析比較。　　5．1 防滲效果　　從防滲效果來看，土工膜是一種透水性很小的防滲材料，其滲透系數(shù)一般為10̄¹¹cm／s～10̄¹²Cm／s，而混凝土防滲墻滲透系數(shù)也在10̄⁷Cm／s以下，兩種方案均能滿足左壩肩防滲要求，可直接截斷滲漏通道，達(dá)到延長滲徑，降低水力坡降的目

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹脂為原料生產(chǎn)的一種防水阻隔型材料。（密度為0.94g/cm3或以上的土工膜）。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”，具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”，具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命50年，廣泛使用在生活垃圾填埋場防滲，固廢填埋防滲，污水處理廠防滲，人工湖防滲，尾礦處理等防滲工程。